(57)【要約】【課題】隣接するサポートロール間に段差が生じても中心偏析に悪影響を与えないようにする。【解決手段】サポートロールユニット８の固定側サポートロール６と、これに隣接するサポートロールユニット８の固定側サポートロール６との段差Ｈが０．１〜１．５ｍｍの範囲になるようにサポートロールユニット８を交換する。【選択図】図２
2006218520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型から引き抜かれる鋳片をサポートする一対のサポートロールを複数備えたサポートロールユニットを有し、このサポートロールユニットを前記鋳片の引き抜き方向に複数設けて一方のサポートロールを固定し且つ、他方のサポートロールを鋳片の厚み方向に移動可能にした連続鋳造装置で、前記鋳片の中心偏析に影響が出る中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットを交換するようにしたサポートロールユニットの交換方法において、
前記サポートロールユニットの固定側サポートロールと、これに隣接するサポートロールユニットの固定側サポートロールとの段差が０．１〜１．５ｍｍの範囲になるように、サポートロールユニットを交換することを特徴とするサポートロールユニットの交換方法。
【請求項２】
前記隣り合う固定側サポートロール同士が前記段差となるように、中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットの全部を交換するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサポートロールユニットの交換方法。
【請求項３】
前記隣り合う固定側サポートロール同士が前記段差とになるように、中心偏析影響エリアで交換対象となるサポートロールユニットを交換するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサポートロールユニットの交換方法。
【請求項４】
前記中心偏析影響エリアは、前記鋳片内の中心固相率が２０％〜７０％となる領域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサポートロールユニットの交換方法。
【請求項５】
鋳型から引き抜かれる鋳片をサポートする一対のサポートロールを複数備えたサポートロールユニットを有し、このサポートロールユニットを前記鋳片の引き抜き方向に複数設けて一方のサポートロールを固定し且つ、他方のサポートロールを鋳片の厚み方向に移動可能にした連続鋳造装置で、鋳片を鋳造する連続鋳造方法において、
前記鋳片の中心偏析に影響が出る中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットに関し、サポートロールユニットを交換した後に、前記サポートロールユニットの固定側サポートロールと、これに隣接するサポートロールユニットの固定側サポートロールとの段差を０．１〜１．５ｍｍの範囲にした状態で、鋳片を鋳造するようにしたことを特徴とする連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サポートロールユニットの交換方法及び連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造装置として、鋳型から引き抜かれる鋳片をサポートする一対のサポートロールを複数備えたサポートロールユニットを有したものがある（例えば、特許文献１，特許文献２）。
このような連続鋳造装置では、サポートロールユニットを鋳片の引き抜き方向に複数配置し、サポートロールユニットに設けた一方のサポートロールを固定し、他方のサポートロールを鋳片の厚み方向に移動可能とし、これら両サポートロールで鋳片をサポートしながら引き抜きつつ鋳造している。
【０００３】
このように、連続鋳造装置で鋳片を鋳造すると、鋳片の中心部分に中心偏析が発生するのが一般的である。鋳片の中心偏析の状態が悪いと鋳片の品質が低下することから、サポートロールによって中心偏析の状態を改善するなどの様々な方法が提案されている（例えば、特許文献３）。
さて、鋳片の鋳造を長期的に行うと、サポートロールユニットにおいて固定側のサポートロールや移動側のサポートロールは摩耗をしたり故障したりするので、定期的に交換する必要がある。このような場合には、サポートロールユニットごと新しい物に交換している。
【特許文献１】特開平５−１５９５６号公報
【特許文献２】特開平２００３−２９０８９３号公報
【特許文献３】特開平５−８００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サポートロールユニットを新しい物に交換すると、中心偏析の状態を改善しているのにも関わらず鋳片の中心偏析が悪くなるという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、鋳片の中心偏析に悪影響を与えないサポートロールユニットのユニットの交換方法及び連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明における課題解決のための技術的手段は、鋳型から引き抜かれる鋳片をサポートする一対のサポートロールを複数備えたサポートロールユニットを有し、このサポートロールユニットを前記鋳片の引き抜き方向に複数設けて一方のサポートロールを固定し且つ、他方のサポートロールを鋳片の厚み方向に移動可能にした連続鋳造装置で、前記鋳片の中心偏析に影響が出る中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットを交換するようにしたサポートロールユニットの交換方法において、前記サポートロールユニットの固定側サポートロールと、これに隣接するサポートロールユニットの固定側サポートロールとの段差が０．１〜１．５ｍｍの範囲になるように、サポートロールユニットを交換する点にある。
【０００６】
発明者らは、サポートロールユニットの交換によって鋳片の中心偏析が悪化する原因について様々な角度から検証した。即ち、通常、サポートロールユニットを新しい物に交換すると、交換したサポートロールと、交換していないサポートロールとのロール径が異なることから、互いに隣接する固定側サポートロール間に段差が発生する。そこで、このことに着目し、前記段差と中心偏析との関係について調べた。
前記段差が０．１〜１．５ｍｍの範囲にあるときに、鋳片を鋳造しても鋳造した鋳片の中心偏析に大きな変化はなく良好であった。段差が１．５ｍｍよりも大きくなると鋳造した鋳片の中心偏析が悪くなることが認められた。
【０００７】
詳しく検証すると、段差が１．５ｍｍを超えると鋳片を引き抜く際にその中心部分の引き抜き軌道が段差によって大きく変化する。鋳片の中心部分の引き抜き軌道が大きく変化することで、例えば、その影響で鋳片内の固相（シェル）部分に微細なクラックができ、そのクラック部分に鋳片内の溶鋼が入り込むことが考えられ、これにより中心偏析が悪くなる。
そこで、発明者らは、サポートロールユニットを交換した後に鋳片を鋳造しても、中心偏析の悪化を引き起こさないようにするために、交換の際におけるサポートロールユニット同士の段差を０．１〜１．５ｍｍの範囲にすることを様々な実験により見いだした。
【０００８】
前記隣り合う固定側サポートロール同士の段差が０．１〜１．５ｍｍの範囲になるように、中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットの全部を交換することが好ましい。
これによれば、サポートロールでサポートしながら鋳片を引き抜いても鋳片の引き抜き軌道は大きく変化することがなく、段差による中心偏析への影響がない。
前記隣り合う固定側サポートロール同士の段差が所定値になるように、中心偏析影響エリアで交換対象となるサポートロールユニットを交換することが好ましい。
【０００９】
本発明の他の手段は、鋳型から引き抜かれる鋳片をサポートする一対のサポートロールを複数備えたサポートロールユニットを有し、このサポートロールユニットを前記鋳片の引き抜き方向に複数設けて一方のサポートロールを固定し且つ、他方のサポートロールを移動可能にした連続鋳造装置で、鋳片を鋳造する連続鋳造方法において、前記鋳片の中心偏析に影響が出る中心偏析影響エリアに対応するサポートロールユニットに関し、サポートロールユニットを交換した後に、前記サポートロールユニットの固定側サポートロールと、これに隣接するサポートロールユニットの固定側サポートロールとの段差が所定値にした状態で、鋳片を鋳造するようにした点にある。
【００１０】
これによれば、鋳片を鋳造しても鋳片の中心偏析が悪化することはなく良好であった。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、隣接するサポートロール間に段差が生じても中心偏析に悪影響を与えないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
まず、本発明のサポートロールユニットの交換方法及び連続鋳造方法の説明に際し、連続鋳造装置の一例について説明する。ただし、本発明はこの設備を使用するものに限定されるものではない。
図１に示すように、連続鋳造装置は、溶鋼１を貯留する取鍋２と、この取鍋２からの溶鋼１を一時的に貯留するタンディッシュ３と、このタンディッシュ３から供給される溶鋼１を成型する鋳型４とを有している。また、連続鋳造装置は、鋳型４から引き抜かれる鋳片５をサポートする一対のサポートロール６，７を複数備えたサポートロールユニット８を有している。この実施の形態では、前記連続鋳造装置は、厚みが３００〜４００ｍｍ，幅が５００〜７００ｍｍの鋳片５を鋳造するブルーム型の連続鋳造装置である。
【００１３】
サポートロールユニット８は、鋳型４の直下から鋳片５の引き抜き方向に複数設けられている。このサポートロールユニット８は、鋳片５の一方をサポートするサポートロール６（以降、固定側サポートロール６）を鋳片５の厚み方向に移動不能とし、鋳片５の他方をサポートするサポートロール７（以降、移動側サポートロール７）を鋳片５の厚み方向に移動可能にしている。
即ち、固定側サポートロール６を複数本纏めて連続鋳造装置に固定した固定フレーム９に装着し、移動側サポートロール７を複数本纏めて昇降装置に連結した移動フレーム１０に装着することで、サポートロールユニット８が構成されている。
【００１４】
固定フレーム９及び移動フレーム１０は、固定側サポートロール６や移動側サポートロール７のサポート面が所定の半径ｒの軌道に沿うように、円弧状に配置された後、水平に配置される。
以上、前記連続鋳造装置では、取鍋２に貯留している溶鋼１をタンディッシュ３に注入し、タンディッシュ３に一時的に貯留した溶鋼１を鋳型４へ供給し、鋳型４で溶鋼１を１次冷却することにより、表面が凝固した矩形状の鋳片５（スラブ）を成型することができる。
【００１５】
鋳片５の引き抜きの際、固定側サポートロール６及び移動側サポートロール７は、鋳片５を挟んで鋳片５のバルジングの発生を防止すると共に、固定側サポートロール６と移動側サポートロール７との距離を所定幅にして鋳片５の厚みを所定幅に維持する。このとき、固定側サポートロール６は鋳片５の底部側をサポートし、移動側サポートロール７は鋳片５の底部側と対向する上部側をサポートしている。
サポートロール６，７でサポートされながら引き抜かれる鋳片５は、各サポートロールユニット８間に設けられた２次冷却装置によって冷却され、下流にいくに従って次第に内部が凝固する。このとき、鋳片５は、外側から次第に中心に向かって凝固することになるので鋳片５の中心部分に中心偏析が発生する。この中心偏析は、鋳造する際に溶鋼１の温度や固定側サポートロール６と移動側サポートロール７との距離Ｄを適正にすることによって改善することができる。
【００１６】
ここで、連続鋳造において中心偏析に影響が出る中心偏析影響エリアＡは、鋳片５内の中心固相率が２０％〜７０％となる領域であるとされている。例えば、炭素含有量（非金属系介在物量）が０．７〜０．９％の鋳片５を鋳造速度０．５７〜０．６０ｍ／ｍｉｎで鋳造する場合、前記中心固相率が２０％〜７０％となる領域は、鋳型４内の最上部のメニスカスから見て１１〜２４ｍｍの範囲であり、これが前記中心偏析影響エリアＡとなる。
この中心偏析影響エリアＡにおいて、サポートロールユニット８の固定側サポートロール６と、これに隣接するサポートロールユニット８の固定側サポートロール６との段差は０．１〜１．５ｍｍの範囲にしており、この状態で鋳片５を鋳造している。
【００１７】
図２，３に示すように、前記段差とは、固定側サポートロール６でのサポート面Ｓと、これに隣接するサポートロールユニット８の固定側サポートロール６でのサポート面Ｓとの距離のことであり、鋳片５を鋳造する際には、中心偏析影響エリアＡでは全域に亘ってその距離が維持されている。
また、サポートロールユニット８の交換する際においても、サポートロールユニット８の固定側サポートロール６と、これに隣接するサポートロールユニット８の固定側サポートロール６との段差Ｈが０．１〜１．５ｍｍの範囲になるように、サポートロールユニット８を交換するようにしている。なお、サポートロールユニット８を新しいものに交換すると固定側サポートロール６及び移動側サポートロール７が新しくなる。
【００１８】
図２に示すように、中心偏析影響エリアＡおける水平部分において、例えば、水平方向に３つ並ぶサポートロールユニット８のうち真ん中のサポートロールユニット８を交換する場合、交換してセッティングした真ん中の新サポートロールユニット８ａと、これに隣接する旧サポートロールユニット８ｂとの間の段差Ｈが０．１〜１．５ｍｍの範囲になるように、真ん中のサポートロールユニット８を新サポートロールユニット８ａに交換する。
具体的には、両側の旧サポートロールユニット８ｂにおいて、旧サポートロール６ｂの摩耗量を予め測定しておき、その摩耗量が０．１〜１．５ｍｍの範囲にあるときに、真ん中のサポートロールユニット８を新サポートユニット８ａに交換する。
【００１９】
このようにすれば、サポートロール６が新しいときはその径が他のサポートロール６と変わらない（交換する際のサポートロール６の径はすべて同じ）ので、旧サポートロール６ｂの摩擦量が０．１〜１．５ｍｍの範囲にあるときは、サポートロール６を新しいものにしてもこれに隣接する旧サポートロール６ｂとの段差は必然的に旧サポートロール６ｂの摩耗量０．１〜１．５ｍｍの範囲となる。
或いは、旧サポートロール６ｂの摩耗量を予め測定してその径を算出しておき、サポートロールユニット８を交換する際に、新サポートロールユニット８ａでの新サポートロール６ａの径を旧サポートロール６ｂの径と同じにしたり、新サポートロール６ａの径と旧サポートロール６ｂの径との差を０．１〜１．５ｍｍ以内にしてから真ん中のサポートロールユニット８を新サポートロールユニット８ａに交換する。
【００２０】
また、中心偏析影響エリアＡに対応するサポートロールユニット８の全部を交換したり、中心偏析影響エリアＡで交換対象となるサポートロールユニット８をだけを交換する。
図３に示すように、中心偏析影響エリアＡおける円弧部分において、例えば、上下方向に２つ並ぶサポートロールユニット８のうち下側のサポートロールユニット８を交換する場合、固定側サポートロール６のサポート面Ｓが所定の半径ｒの軌道に沿うように下側のサポートロールユニット８を配置する。交換してセッティングした下側の新サポートロールユニット８ａに対し、これに隣接する旧サポートロールユニット８ｂとに段差Ｈが生じるが、円弧部分においても水平部分と同様にこの段差Ｈが所定値になるように下側のサポートロールユニット８を新サポートロールユニット８ａに交換すればよい。
【００２１】
以上、サポートロールユニット８を新しいものに交換した場合でも、段差Ｈを０．１〜１．５ｍｍの範囲にした状態で鋳片５を鋳造する。このとき、各サポートロールユニット８において、移動側サポートロール７と固定側サポートロール６との上下距離Ｄ（鋳片５の厚み方向の距離Ｄ）は略一定である。
以上のように、前記段差Ｈを０．１〜１．５ｍｍの範囲にした状態で鋳片５を鋳造すれば、中心偏析の状態は良好であることを実験で確認している。即ち、段差Ｈを０．１〜１．５ｍｍの範囲にすれば鋳片５内の中心部分における炭素含有量の偏りが少なく、中心偏析の状態が良いことが分かった。
【００２２】
発明者らは、中心偏析の状態を評価するために、図４，５に示すように、前記段差を種々変化させながら鋳片５を製造し、各段差における鋳片５から幅６００ｍｍ，厚み３８０ｍｍ，長さ２５０ｍｍのサンプルを採取し、この鋳片５の中心部分に５．０ｍｍφのドリルで孔を開けて、切り屑を長手方向（引き抜き方向）に１０ｍｍピッチで合計２５個採取して鋳片５の中心部分に含まれる炭素含有量のバラツキを調べた。
炭素含有量のバラツキの評価としては、図６に示すように、２５個の切り屑の中で最も炭素含有量の大きい値をＣmaxとし、鋳造する際にタンディッシュ３から所定量採取した溶鋼１のサンプルの炭素含有量をＣ０としてＣmax／Ｃ０を算出し、溶鋼２に含まれる炭素含有量に対して鋳片５の中心部分における炭素含有量の度合いをまとめた。
【００２３】
なお、図６は、段差Ｈを変化させながら鋳造を数回にわたって行いＣmax／Ｃ０と段差Ｈとの関係をまとめたものである。
図６に示すように、段差Ｈが０．１〜１．５ｍｍである場合には、Ｃmax／Ｃ０の値が１．１以下（Ｃmax／Ｃ０≦１．１）で理想の数値（Ｃmax／Ｃ＝１．０）に近く、鋳片５の中心部分において炭素が偏ってしまうことが比較的少なく、中心偏析の状態は良好であった。段差Ｈが１．５ｍｍを超えるとＣmax／Ｃ０の値が１．０〜１．４までの広範囲にわたって変化し、その数値が１．１を超えるものが多かった。
【００２４】
ここで、Ｃmax／Ｃ０の値が１．１以下で中心偏析の状態が良いとされる鋳片５を評価するために、鋳造した鋳片５からスチールコード材を製造した。
まず、鋳片５（幅６００ｍｍ，厚み３８０ｍｍ）を加熱炉で約３時間加熱した後に１５５ｍｍ×１５５ｍｍのビレットにし、このビレットを圧延して５．５ｍｍφの線材とし、この線材をさらに加工してスチールコード材を製造した。
図７に示すように、線材をスチールコード材に加工する過程で、断線回数を調べたところＣmax／Ｃ０の値が１．１以下では、断線が発生しなかった。
【００２５】
これは、鋳片５を鋳造した過程において、鋳片５の中心部分における炭素含有量の偏りが少ないために強度が強く、径が比較的小さいスチールコード材を製造する際に、線材（鋳片）に引っ張り等の応力をかけても断線しなかったものと考えられる。一方で、Ｃmax／Ｃ０の値が１．１を超えると断線が多く発生した。これは上記とは逆に、鋳片５の中心部分における炭素含有量の大きな偏りがあり強度が弱くなって、加工の際に線材（鋳片）に引っ張り等の応力に耐えられず断線したものと考えられる。
したがって、段差Ｈを０．１〜１．５ｍｍの範囲にした状態で鋳片５を鋳造しても中心偏が悪化することがなく良好であることが立証された。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】連続鋳造装置の概略図である。
【図２】水平部分におけるサポートロールユニットの配置図である。
【図３】円弧部分におけるサポートロールユニットの配置図である。
【図４】鋳片のサンプル図である。
【図５】図４のＬ断面図である。
【図６】段差とＣmax／Ｃ０との関係を示す図である。
【図７】Ｃmax／Ｃ０と断線回数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
５    鋳片
６    固定側サポートロール
７    移動側サポートロール
８    サポートロールユニット
８ａ  新サポートロールユニット
８ｂ  旧サポートロールユニット
９    固定フレーム
１０  移動フレーム
Ｈ    段差
Ｓ    サポート面
【図１】
2006218520.tif 000003
【図２】
2006218520.tif 000004
【図３】
2006218520.tif 000005
【図４】
2006218520.tif 000006
【図５】
2006218520.tif 000007
【図６】
2006218520.tif 000008
【図７】
2006218520.tif 000009